赤霞珠葡萄果实苹果酸生物合成关键转录因子的筛选与鉴定

该研究以宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄种植区栽培面积最大的‘赤霞珠’为材料,在前期完成从果实形成至成熟不同发育时期的转录组测序以及关键有机酸含量测定基础上,进一步通过转录因子结合位点预测、差异表达基因分析、加权基因共表达网络关联分析(WGCNA),逐步筛选出与‘赤霞珠’果实苹果酸生物合成相关功能基因特异结合的、影响苹果酸生物合成的相应转录因子,并对其进行qRT PCR验证,以揭示这些关键功能基因及其关键转录因子在葡萄不同种植区、果实不同发育时期存在的相互调控作用机制,为以后培育优质酿酒葡萄提供新的理论依据与思路。结果表明：(1)GC/MS分析发现, ‘赤霞珠’果实在4个发育时期的延胡索酸和苹果酸含量变化趋势基本一致,两种酸含量均从果实硬果期到绿果期逐步升至最高(3.63和626.53 μg/g),之后缓慢下降,经转色期到成熟期后逐渐降至最低(2.14和244.26 μg/g),而草酰乙酸的变化趋势却相反,在硬果期含量最高(315.54 μg/g),经绿果期、转色期到成熟期逐渐降至最低值(126.11 μg/g)。(2)‘赤霞珠’果实发育时期样本转录组测序共获得可能与苹果酸生物合成途径12种功能基因结合的转录因子6 411个,其中延胡索酸水化酶(FH)的3个功能基因有86个转录因子,苹果酸脱氢酶(MDH)的10个功能基因有717个转录因子。(3)转录组测序数据及其与有机酸含量WGCNA关联结果的Veen分析确定了‘赤霞珠’果实成熟过程中与苹果酸生物合成相关度最高的3个FH基因(VIT_14s0060g01700、VIT_13s0019g03330、VIT_07s0005g00880)、2个MDH基因(VIT_10s0003g01000、VIT_13s0019g05250)及相应的18个关键转录因子。(4)qRT PCR验证及相关性分析表明, FH基因VIT_13s0019g03330与其转录因子VIT_01s0011g06200、VIT_08s0056g01230以及MDH基因VIT_13s0019g05250与其转录因子VIT_06s0004g04960、VIT_10s0003g02070的表达水平与苹果酸的积累存在显著正相关关系,推测这4个关键转录因子可能通过调控功能基因的转录,综合影响‘赤霞珠’果实苹果酸的生物合成。     

两个单点突变对昆虫羧酸酯酶降解马拉硫磷的影响

马拉硫磷是一种高效低毒的有机磷杀虫剂, 分子量大且结构特殊, 广泛用于农业害虫的防治。羧酸酯酶突变是昆虫对有机磷类杀虫剂产生代谢抗性的重要机制之一。本实验室前期已从棉蚜Aphis gossypii、 褐飞虱Nilaparvata lugens、 斜纹夜蛾Spodoptera litura、 家蚕Bombyx mori、 异色瓢虫Harmonia axyridis、 赤拟谷盗Tribolium castaneum和西方蜜蜂Apis mellifera中各克隆了一个非特异性羧酸酯酶基因, 通过体外定点突变构建了G/A151D和W271L两种突变体, 并进行了原核细胞表达和纯化。本实验在体外测定了这7种昆虫野生型和两种突变型羧酸酯酶对马拉硫磷的降解。结果显示： 棉蚜、 西方蜜蜂、 斜纹夜蛾、 赤拟谷盗的野生型羧酸酯酶能够降解马拉硫磷, 两个突变并不能提高它们的降解活性, 而家蚕、 异色瓢虫和褐飞虱的野生型羧酸酯酶不能降解马拉硫磷, G/A151D和/或W271L突变能使这些酯酶获得马拉硫磷羧酸酯酶（MCE）的活性, 有可能使这些昆虫对马拉硫磷产生抗性。不同物种的MCE活性相差较大, 斜纹夜蛾的MCE活性最高, 其k_cat/K_m值为1.8~1.9 L/μmol·min, 其次是赤拟谷盗, 其K_cat/K_m值为0.87~0.95 L/μmol·min, 其他昆虫的MCE活性相对较低, 相差可高达10倍。     

芳香黄杆菌弹性蛋白酶的纯化及性质研究

报道了弹性蛋白亲和层析分离纯化芳香黄杆菌产胞外弹性蛋白酶。经一步柱层析可获聚丙烯酰胺凝胶电泳均一的酶制品,收率可达５０％,并制备了酶的结晶。该酶在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ上测得分子量为２１３８０,ＩＥＦ－ＰＡＧＥ测得等电点８．９,最适作用温度为５０℃,最适作用ｐＨ为７．４,在４０℃以下热稳定性良好,ｐＨ４．５－９．５范围内稳定,重金属离子Ｆｅ３＋、Ｚｎ２＋、Ｃｒ３＋、Ｃｏ２＋、Ｈｇ２＋、Ｎｉ２＋、Ａｇ＋、Ｃｕ２＋等严重抑制酶活性,黄杆菌弹性蛋白酶除了特异水解弹性蛋白外,对干酪素、血纤维蛋白、白蛋白、明胶、血红蛋白等多种蛋白质均能水解。     

酿酒葡萄赤霞珠果实苹果酸生物合成关键基因的功能鉴定

针对近些年来葡萄果实有机酸含量受全球气候变暖影响而严重不足,酿造的葡萄酒风味和口感欠佳等问题,以宁夏地区栽培面积最多的赤霞珠(Cabernet Sauvignon)酿酒葡萄品种为材料,从果实形成至成熟4个生长时期(每个时期2次采样)的果实中提取RNA进行转录组测序,同时对同一时期的果实中与苹果酸生物合成关系密切的8种有机酸进行测定,通过基因表达量与有机酸含量的关联分析,筛选出影响赤霞珠果实中苹果酸生物合成途径的8种关键基因,并对其进行分离克隆、原核细胞表达和体外酶活性检测,从而确定各个关键基因及其同源基因的序列变化和功能差异,为今后酿酒葡萄有机酸含量的遗传调控、优质酿酒葡萄的培育提供帮助。     

水热波动和土地覆盖变化对东北地区植被NPP的相对影响

研究水热波动和土地覆盖变化对植被净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）的影响对于估算陆地碳循环及其驱动机制具有重要意义。利用MODIS遥感影像获得的时间序列NPP和土地覆盖产品,结合气象观测数据（气温和降水）,采用相关分析、回归分析和空间分析相结合的方法,研究2000-2015年东北地区植被NPP的时空变化特征,并定量评估水热波动和土地覆盖变化对该地区植被NPP的相对影响。研究结果表明,2000-2015年东北地区植被NPP呈波动上升趋势,从2000年的369.24 g C m^-2 a^-1增加到2015年的453.84 g C m^-2 a^-1,平均值是412.10 g C m^-2 a^-1,年际增加速率为4.54 g C m^-2 a^-1。近16年来东北地区年均植被NPP空间上呈现南高北低、东高西低的分布格局,整体变化趋势以增加为主,其中轻微增加面积占该地区总面积的45.9%。不同土地覆盖类型的年均NPP差异明显,其中灌木最高为400.34 g C m^-2 a^-1,草地最低为300.49 g C m^-2 a^-1。东北地区植被NPP与气温的相关性不明显,而与降水量主要表现为正效应。水热波动对该地区不同土地覆盖类型NPP总量变化的贡献大于土地覆盖变化的贡献,其中对森林和农田的贡献最大,均达到70%以上。     

近江牡蛎铜锌超氧化物歧化酶的纯化及部分性质研究

经６５℃加热,硫酸铵分级沉淀,ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－１００凝胶过滤和ＤＥ－５２柱层析,从近江牡蛎（ＯｓｔｒｅａｒｉｖｕｌａｒｉｓＧｏｕｌｄ）软体部分提纯了铜锌超氧化物歧化酶（Ｃｕ,Ｚｎ－ＳＯＤ）．对其理化性质鉴定表明,用此法纯化的酶纯度均一．该酶系由两个相同亚基组成的二聚体,分子量２７．９ｋＤ．该酶的紫外吸收峰在２７２．５ｎｍ,红外光谱表现出其氨基酸组成特征,与猪血ＳＯＤ存在差异．该酶在不同的升温速率下及经不同浓度的Ｈ２Ｏ２处理后的稳定性与猪血ＳＯＤ不同．其氨基酸组成与不同来源的同类酶存在差异．     

大鼠红细胞作为SOD新型载体的细胞水平上的研究

用低渗透析 -等渗重封的方法制备了包埋超氧化物歧化酶 ( SOD)的大鼠载体红细胞 ,并从细胞水平上研究了透析条件对大鼠红细胞包埋 SOD的影响与载体红细胞的部分性质 .流式细胞计( FCM)研究表明 ,随透析时间延长和透析液渗透压降低 ,包埋 SOD的载体红细胞百分率升高 ,但载体细胞平均包埋 SOD的量无明显变化 ;SOD浓度对载体细胞百分率无明显影响 ,但与载体细胞平均包埋 SOD的量成线性关系 ;载体红细胞前向角散射 ( FLS)明显下降 ,但显微镜下观察到的载体细胞的大小无明显变化 ,当载体细胞反注射到大鼠体内后 FLS能迅速恢复 ;载体红细胞密度下降 ,其原因是低渗透析时红细胞膨胀未能完全恢复 ;载体红细胞未暴露与自身 Ig G结合的抗原位点 .激光扫描共聚焦显微镜 ( LSCM)分析表明 ,SOD在细胞内呈从细胞中心到细胞膜浓度逐步下降的辐射分布特征 .     

多花黑麦草根际土壤丛枝菌根真菌对早稻生长的影响

为了探究“黑麦草(Lolium multiflorum L.)-水稻(Oryza sativa L)”草田轮作(Italian Reygrass-Rice,简称IRR)系统中冬种黑麦草对土壤丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,简称AMF)的效应,以及该效应对后作水稻生长的影响,在冬种一季黑麦草大田试验地采集土壤,分析种草土和冬闲土土壤理化性状及土壤中AMF的孢子密度,采用湿筛法倾析AMF孢子.对种草土和冬闲土土壤分别进行灭菌、不灭菌和灭菌并回接AMF共六组处理,然后在室内盆栽水稻.结果表明:冬种一季黑麦草对土壤理化性质的影响未达到显著水平(p>0.05),但极显著地增加了土壤中的AMF孢子密度(p<0.01).冬种黑麦草能够增加后作早稻的株高、叶片数、分蘖数等生长指标,但对早稻的地上部生物量和产量影响不显著(p>0.05).灭菌处理显著的提高了早稻的千粒重和产量.无论是种草土和冬闲土,回接AMF都能在一定程度上增加早稻的产量和千粒重.这些结果初步表明土壤微生物群落可能是影响水稻产量的一个重要因素,AMF对水稻生长具有一定的积极作用.冬种黑麦草能在一定程度上提高土壤AMF密度,改良土壤微生物群落结构,进而促进早稻的生长.     

胞外弹性蛋白酶产生菌的筛选及酶的纯化

从土壤中筛选到132株能分泌胞外弹性蛋白酶的细菌,经复筛得5株产酶在100u/ml以上,其中No.17-87菌每毫升发酵液含酶120单位,经鉴定为芳香黄杆菌。该菌在26℃发酵21小时酶产量即达峰值。从发酵液中分离纯化得到聚丙烯酰胺凝胶电泳均一的酶制品。SDS-PAGE测得分子量为21300,最适作用温度为50℃,最适作用pH为7.4,在pH4.5—9.5范围内稳定,重金属离子Fe^(3+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)、Cr^(3+)、CO^(2+)、Ni^(2+)、Hg^(2+)和Ag^+等严重抑制酶活性。     

O_2~-·与红细胞膜阴离子转运蛋白相互关系的研究

利用４,４′二硫氰２,２′二磺基芪（ＤＩＤＳ）对带３（ｂａｎｄ３）蛋白阴离子转运功能的专一抑制作用,研究了超氧阴离子（Ｏ－２·）进入红细胞对带３蛋白的依赖关系;同时根据红细胞在等渗氯化铵溶液中溶血的ｔ１／２,探讨了细胞外大量产生Ｏ－２·对带３蛋白转运阴离子功能的影响。结果表明：４０μｍｏｌ／ＬＤＩＤＳ完全抑制带３蛋白的阴离子转运功能,但并不影响Ｏ－２·进入细胞,证明Ｏ－２·进入细胞对ｂａｎｄ３蛋白无依赖关系;Ｏ－２·通过氧化修饰红细胞膜蛋白的－ＳＨ,使带３蛋白的阴离子转运能力下降,并可用－ＳＨ还原剂ＤＴＴ与巯基乙醇修复。